DE69732654T2

DE69732654T2 - THREAD FORMING PIPE CLOSURE

Info

Publication number: DE69732654T2
Application number: DE69732654T
Authority: DE
Inventors: P. Steven DONOVAN
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Acument Intellectual Properties LLC
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: TW390950B; CA2278476A1; AU741690B2; CA2278476C; BR9714211A; EP0951626B1; JP2002508822A; AU5716798A; EP0951626A4; ES2238737T3; WO1998031959A3; EP0951626A2; US6142186A; DE69732654D1; WO1998031959A2; JP4148368B2; BR9714211C1

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF TECHNOLOGY

Die vorliegende Erfindung betrifft selbstschneidende Befestigungen, und insbesondere abnehmbare, selbstschneidende Gewinderohrverschlussschrauben, die einen dichten Verschlussstopfen für strömungsfähige Medien und Flüssigkeiten, die im Rohr befördert werden, schaffen, wobei der druckdichte Verschlussstopfen vorzugsweise ohne Gewindeabdichtungsmassen erzielt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren einen neuartigen Dichtungsendabschnitt zur Verwendung an einer Rohrverschlussschraube.The present invention relates to self-tapping fasteners, and in particular detachable, self-tapping threaded threaded cap screws, the one tight plug for fluid media and fluids that transported in the tube be provided, wherein the pressure-tight sealing plug preferably achieved without thread sealing compounds. The present invention further relates to a novel sealing end portion for Use on a pipe plug.

In den Vereinigten Staaten von Amerika sind nationale Normen für Rohrverschlussschraubengewinde entwickelt worden und werden weitgehend verwendet. Diese Normen sind im Fachgebiet wohlbekannt und werden als National-Pipe-Thread-Normen – Fuel and Oil (für Brennstoff und Öl), kurz NPTF-Normen, bezeichnet. Die genormte, konische NPTF-Verschlussschraube ist zur Verwendung im Eingriff mit einem Rohr oder Werkstück mit vorgeschnittenem Gewinde entwickelt worden. Das Rohr wird vorbereitet, indem zunächst ein zylindrisches Loch gebohrt wird, das dann kegelig aufgerieben wird, um ein konisches Loch zu schaffen. Schließlich wird mit einem konischen NPTF-Gewindebohrer ein Gewinde in das kegelig aufgeriebene Loch geschnitten, um eine konische Innengewindeöffnung zu schaffen, wobei das Innengewinde in einer vorgeschriebenen, vorbestimmten Struktur gebildet wird. Bei der genormten NPTF-Verschlussschraube sind die Gewindegründe des Außen- und des Innengewindes etwas abgeflachter, als die Gewindespitzen, so dass die Gründe breitere Abflachungen als die Spitzen aufweisen, was dazu dient, eine metallische Berührung und zugleich mit dem Gewindeeingriff eine Verformung an den Spitzen und den Gründen zu erreichen, bevor sich die Gewindeflanken berühren. Die Verformung der Gewindespitzen des Innen- und des Außengewindes schafft eine Dichtungswirkung sowohl beim Nenndurchmesser als auch beim Kern durchmesser, wodurch theoretisch ein Austritt durch den Gewindegang verhindert ist. Aufgrund der Kapillarwirkung der im Rohr geführten Flüssigkeiten oder Gase besteht jedoch in der Praxis ein möglicher Spiralaustrittspfad entlang der Gewindewendel des Schraubengewindes, falls die Verformung den Spiralpfad nicht vollständig abdichtet.In United States of America are national standards for pipe plug threads have been developed and are widely used. These norms are well known in the art and are referred to as National Pipe Thread Standards - Fuel and Oil (for Fuel and oil), short NPTF standards, designated. The standard, conical NPTF screw plug is for Use in engagement with a pipe or workpiece with pre-cut Thread has been developed. The pipe is prepared by first inserting a cylindrical hole is drilled, which is then to create a conical hole. Finally, with a conical NPTF taps thread into the tapered hole cut to create a tapered internal thread opening, wherein the Internal thread formed in a prescribed, predetermined structure becomes. For the standard NPTF screw plug, the roots of the Outside- and the internal thread slightly flattened, as the thread crests, so that the reasons have wider flats than the peaks, which serves a metallic touch and at the same time with the threaded engagement a deformation at the tips and the reasons reach before the thread flanks touch. The deformation of the thread crests the internal and the external thread creates a sealing effect both at the nominal diameter and at the core diameter, whereby theoretically an exit through the Thread is prevented. Due to the capillary action of the Tube guided liquids or gases, however, in practice there is a potential spiral exit path along the helical thread of the screw thread if the deformation the spiral path is not complete seals.

Ein Nachteil der genormten NPTF-Verschlussschraube besteht darin, dass beim Einbau der NPTF-Verschlussschraube in das Loch mit dem vorgeschnittenen Gewinde ein Verschneiden erfolgen kann, was zu einem undichten Spiralpfad entlang der Gewindewindungen führt. Die Verschneidungen könnten unentdeckt bleiben und dadurch dazu führen, dass strömungsfähige Medien im Betrieb unter Druck bei der Stopfendichtung austreten. Wenn die Verschneidung entdeckt wird, muss die Verbindungsstelle häufig geschabt oder nachgearbeitet werden, was in jedem Fall kostspielig und Zeit raubend ist.One Disadvantage of the standardized NPTF screw plug is that when installing the NPTF plug into the hole with the pre-cut Threading can be done blending, resulting in a leaky spiral path along the thread turns leads. The intersections could go undetected and thereby cause fluid media during operation leak under pressure at the plug seal. If the intersection is discovered, the joint must often scraped or refinished which is in any case costly and time consuming.

In GB 0819092 ist ein Anschlussstopfen für einen Druckbehälter beschrieben, wobei der Stopfen ein Außengewinde aufweist, mit dem er in ein teilweise mit einem Gewinde versehenen Loch in einem Aufnahmeelement eingeschraubt wird, wobei ein Vorderende des Stopfens mit einem O-Ring und mit einem Dichtungsring versehen ist, um Dichtungskontakt mit einem glatten Abschnitt des Lochs zu schaffen.In GB 0819092 a connection plug for a pressure vessel is described, the plug being an external thread with which he is in a partially threaded Hole is screwed into a receiving element, with a front end of the plug with an O-ring and provided with a sealing ring is to seal contact with a smooth section of the hole create.

In US 4503934 ist eine Dichtungsschraube für ein Fahrzeugölwannenablaufloch beschreiben, wobei dieses mit einem Gewinde versehen ist, und die Schraube mit einem Gewinde versehen ist und an ihrem Vorderende eine elastische Dichtung trägt, um Dichtungskontakt mit dem Gewinde herzustellen.In US 4503934 is a seal bolt for a vehicle oil pan drain hole described, this being threaded, and the screw is threaded and carries at its front end an elastic seal to make sealing contact with the thread.

Demgemäss sind es Aufgaben der vorliegenden Erfindung, eine Rohrverschlussschraube bereitzustellen, die durch Kaltformen Gewinde in eine gewindelose, konische Innenrohrwand schneiden kann, und die eine Flüssigkeitsdichtung des Rohres ohne Verwendung von Gewindeabdichtungsmassen auch nach wiederholtem Entfernen und Einbauen sicherstellt, sowie den Austausch im Rohr durch eine später verwendete, genormte NPTF-Verschlussschraube erlaubt, falls erforderlich. Des Weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung das Formen eines Dichtungsschraubverschlusses mit geringeren Herstellungskosten und einem günstigeren Einbauverfahren, da das Gewindeschneiden in der konischen Rohröffnung vor dem Eingreifen des Stopfens wegfällt. Da des Weiteren die Verschlussschraube der vorliegenden Erfindung in eine gewindelose Innenwand eingreift und dazu dient, die Mutter-NPTF-Gewindegänge zu formen, während sie eingebaut wird, besteht keine Gefahr eines Verschneidens.Accordingly, It is objects of the present invention, a pipe plug provide by cold-forming thread into a threadless, conical inner tube wall can cut, and the one liquid seal the pipe without the use of thread sealing compounds even after repeated removal and installation, as well as the replacement in the pipe by a later used, standardized NPTF screw plug, if necessary. Furthermore, it allows the present invention forms a sealing screw closure with lower production costs and a cheaper installation method, because the threading in the conical tube opening before the intervention of the Stopfens falls away. Furthermore, the closure screw of the present invention engages a threadless inner wall and serves to form the nut NPTF threads, while it is installed, there is no risk of trimming.

Wie überdies im Folgenden ausführlicher erläutert ist, erzielt der Dichtungspunkt oder Endabschnitt an der Schraube der vorliegenden Erfindung eine feste Abdichtung und spannt die Rohrwandstruktur vor, um einen besseren Widerstand gegen innere Drücke und Undichtheit zu schaffen. Diese Dichtung verbessert die mit einem Gegeneingriffs-NPTF-Gewinde erzielte Dichtung, um eine lecksichere Verbindung sicherzustellen. Obwohl des Weiteren davon ausgegangen wird, dass die neuartige Verschlussschraube der vorliegenden Erfindung mit einer innenkonischen Öffnung in einem Werkstück verwendet wird, ist vorstellbar, dass die Schraube auch mit einer nichtkonischen Öffnung verwendet werden könnte.As well as in more detail below explained is achieved, the sealing point or end portion of the screw the present invention, a tight seal and tensions the Tube wall structure in front, to better resistance to internal pressures and to create a leak. This seal improves with a Against engagement NPTF achieved seal to ensure a leak-proof connection. Although it is further assumed that the novel screw plug of the present invention having an internal tapered opening in used a workpiece It is conceivable that the screw can also be used with a non-tapered opening could.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung oder einer Abdichtung und einer selbst Gewinde formenden Verschlussschraube und Befestigung zum Abdichten und Formen von Gewindewindungen in einer konischen Öffnung, die in einem Werkstück, wie zum Beispiel einem Rohr, geformt ist, geschaffen. Die Ver schlussschraube und die Befestigung umfassen einen Schaft, der einen Antriebsabschnitt, der die Form eines Angriffskopfes wie bei der abgebildeten Ausführungsform aufweisen kann, aufweist; einen Gewindeabschnitt und einen Dichtungsabschnitt, der so bemessen ist, dass er in die Öffnung eingreift und eine zusätzliche Dichtung schafft. Genauer gesagt weist der vordere Dichtungsabschnitt eine Struktur auf, die gebildet ist, um in die Wand der konischen Werkstücköffnung einzugreifen und gegen diese abzudichten, um eine Dichtung zu schaffen, die verwendet werden könnte, um die Dichtung, die durch den Gewindeeingriff des Gewindeabschnitts im Werkstückloch erzielt wird, zu ergänzen. Somit könnte die vordere Dichtungskonstruktion mit der Verschlussschraube und der Befestigung der vorliegenden Erfindung oder auf einer genormten NPTF-Verschlussschraube verwendet werden.According to the present Invention is a process for preparing a compound or a seal and a self-threading screw plug and fastening for sealing and forming thread turns in a conical opening, those in a workpiece, such as a pipe, formed, created. The locking screw and the attachment comprise a shaft having a drive portion, in the form of an attacking head as in the illustrated embodiment may have; a threaded portion and a sealing portion, which is dimensioned so that it engages in the opening and an additional Creates seal. More specifically, the front seal portion a structure which is formed to engage in the wall of the conical workpiece opening and seal against them to create a seal that uses could be around the seal caused by the threaded engagement of the threaded section in the workpiece hole is achieved, to supplement. Thus could the front seal construction with the screw plug and the attachment of the present invention or on a standardized NPTF plug can be used.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Verschlussschraube und Befestigung weist der gewindelose Dichtungsabschnitt an der Verschlussschraube und Befestigung einen Maximaldurchmesser auf, der kleiner ist, als der kleinste Kerndurchmesser des konischen Muttergewindes, das vom konischen Gewinde formenden Abschnitt geformt wird, um sicherzustellen, dass der Dichtungsabschnitt durch den kleinsten Kerndurchmesser des geformten Muttergewindes im Werkstückloch zurückgezogen werden kann, ohne das Muttergewinde zu verformen. Somit bleiben die geformten Muttergewindewindungen in der konischen Öffnung nach dem Entfernen der Verschlussschraube und Befestigung intakt, um ein Wiedereinschrauben der Verschlussschraube und Befestigung oder einer Ersatz-NPTF-Verschlussschraube derselben Gewindestruktur, wie zum Beispiel einer herkömmlichen, genormten NPTF-Verschlussschraube, zu ermöglichen.at a preferred embodiment the screw plug and fastening has the threadless sealing section on the screw plug and fastening a maximum diameter which is smaller than the smallest core diameter of the conical Nut thread formed by conical thread forming section is to ensure that the sealing section through the smallest core diameter of the molded nut thread in the workpiece hole are withdrawn can, without deforming the nut thread. Thus, the molded remain Nut threads in the conical opening after removing the Locking screw and fastening intact to a re-screwing the locking screw and fixing or a replacement NPTF locking screw the same thread structure, such as a conventional, standardized NPTF screw plug.

Besondere Formen der vorderen Dichtungsabschnitte für eine Rohrverschlussschraube umfassen einen Dichtungsendabschnitt, der einen oder mehrere ringförmige Dichtungsringe, die – vorzugsweise wenn das Kaltformen des Muttergewindeabschnitts im Loch durch den Gewinde formenden Abschnitt der Verschlussschraube fast abgeschlossen ist – in die konische Öffnungswand des Werkstücklochs eingreifen oder diese verformen, aufweist. Der Dichtungsabschnitt in Form eines Rings oder mehrerer Ringe, oder einfach eines zwiebelförmigen oder geraden oder konischen Endabschnitts, greift in die Werkstücköffnungswand ein und verformt diese, um eine ringförmige Dichtungsverformung, die in die Struktur des Verschlussschraubendichtungsabschnitts eingreift und gegen diese abdichtet, zu bewirken, um das Werkstück vorzuspannen und eine druckdichte Flüssigkeitsdichtung, die jede Möglichkeit eines Spiralleckpfads zwischen den geformten Gewindewindungen des Werkstücklochs und den Gewinde formenden Gängen der Verschlussschraube ausmerzt, sicherzustellen. Diese Dichtungsabschnittsstrukturen können wiederum mit der Gewinde formenden Verschlussschraube der vorliegenden Erfindung oder genormten NPTF-Verschlussschrauben verwendet werden, um eine verbesserte Dichtung zu schaffen.Special Forming the front seal sections for a pipe plug comprise a sealing end portion comprising one or more annular sealing rings, preferably if the cold forming of the nut thread portion in the hole through the Thread forming section of the screw plug is almost complete - in the conical opening wall the workpiece hole engage or deform, has. The sealing section in the form of a ring or several rings, or simply an onion-shaped or straight one or conical end portion, engages the workpiece opening wall and deforms them to form an annular seal deformation, which engages in the structure of the closure screw seal portion and seals against it to cause it to bias the workpiece and a pressure-tight liquid seal, the every possibility a spiral corner path between the formed thread turns of the Workpiece hole and thread-forming gears the plug screw off, make sure. These sealing section structures can again with the thread-forming screw plug of the present Invention or standard NPTF closure screws to create an improved seal.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer selbst Gewinde schneidenden Verschlussschraube und Befestigung mit deren Dichtungsendabschnitt gemäß einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung, gezeigt am Anfang ihres Eintretens in eine konische Öffnung in einem Rohr oder Werkstück; 1 Fig. 3 is a sectional side view of an embodiment of a self-tapping screw plug and attachment with its seal end portion in accordance with a preferred form of the present invention, shown at the beginning of its entry into a conical opening in a pipe or workpiece;

2 ist eine Seitenansicht, wiederum geschnitten wie in 1, die das vollständige Eingreifen der selbst Gewinde schneidenden Verschlussschraube und Befestigung, die Dichtung, die durch den Dichtungsabschnitt der Verschlussschraube erzielt wird, sowie den Abschluss des Kaltformgewindeschneidens durch den Gewinde formenden Abschnitt der Verschlussschraube, die vollständig in die Werk- stücköffnung eingeführt worden ist, zeigt; 2 is a side view, again cut as in 1 which shows the complete engagement of the self threading plug and fixture, the seal achieved by the sealing portion of the plug, and the completion of the cold forming threading by the thread forming portion of the plug fully inserted into the workpiece opening ;

3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Dichtungsformation des Verschlussschraubendichtungsabschnitts, der in die Wand des in 2 gezeigten Rohrlochs eingreift, und zeigt die erwartete Radialvorspannungsverteilung; 3 FIG. 10 is an enlarged fragmentary view of the seal formation of the threaded plug seal section inserted into the wall of the in 2 shown tube hole, and shows the expected radial bias distribution;

4–10 sind Seitenansichten von sechs weiteren Ausführungsformen der Gewinde formenden Verschlussschrauben und Befestigungen mit sechs verschiedenen Strukturen der entsprechenden Dichtungsendabschnitte derselben; und 4 - 10 Figures are side elevational views of six further embodiments of the threaded forming locking screws and fasteners having six different structures of the respective sealing end portions thereof; and

4a–10a sind vergrößerte Teilansichten der Dichtungsformationen, die durch die jeweiligen Ausführungsformen der entsprechenden Verschlussschrauben und Befestigungen, die in 4–10 abgebildet sind, in Rohröffnungen gebildet sind, und zeigen überdies die erwarteten Vorspannungsmuster. 4a - 10a FIG. 15 are enlarged partial views of the seal formations formed by the respective embodiments of the respective closure screws and fasteners shown in FIG 4 - 10 are formed in tube openings, and also show the expected preload patterns.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ABGEBILDETEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE ILLUSTRATED EMBODIMENTS

Insbesondere Bezug nehmend auf die Ausführungsform, die in 1–3 abgebildet ist, ist eine Verschlussschraube und Befestigung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Verschlussschraube und Befestigung 10 weist einen konischen Schaft 12 auf, der einen konischen, Gewinde formenden Abschnitt 14, von dem sich ein sich (allmählich) verjüngender und gewindeloser Dichtungsendabschnitt 16 ausdehnt, umfasst. Zwischen dem Gewinde formenden Abschnitt 14 und dem Angriffskopf 11 ist eine konische Gewindeformation 15 nach NPTF-Norm geschaffen. Der Gewinde formende Abschnitt 14 kann jegliche bekannte Art von Gewinde formender Struktur aufweisen, wie zum Beispiel eine Trilobularkonstruktion. Eine solche Gewinde formende Konstruktion ist im Gewerbe gut bekannt unter dem Waren zeichen TAPTITE^®. Jegliche Art von Gewinde formender Struktur für Abschnitt 14 ist annehmbar, und die Trilobularstruktur TAPTITE^® ist hierin nur als Beispiel offenbart und ist nicht notwendigerweise Bestandteil dieser Erfindung. Bei der Ausführungsform, die in 1–3 abgebildet ist, entsprechen die Gewindeabschnitte 14 und 15 den Abmessungen des genormten 1/8-27 NPTF-Verschlussschraubengewindes, zum Beispiel mit einer Verjüngung von 1,7899°. Der Gewinde formende Abschnitt 14 wird ein Innengewinde nach NPTF-Gewindepaarungsnorm in einer glatt geriebenen, konischen Wand 18 einer Bohrung oder eines Lochs 20 in einem Rohr oder einem Werkstücks P kaltformen. Wie in 1 abgebildet, kann der Dichtungsendabschnitt 16 der Verschlussschraube und Befestigung 10 anfangs ohne Eingriff in die gewindelose Öffnungsmündung 19 eingeführt werden.With particular reference to the Aus leadership in 1 - 3 is a closure screw and fastening constructed in accordance with the present invention, generally with the reference numeral 10 designated. The locking screw and fastening 10 has a conical shaft 12 on top of a conical, thread-forming section 14 of which there is a (gradually) tapered and unthreaded sealing end portion 16 extends. Between the thread forming section 14 and the attacking head 11 is a conical thread formation 15 created according to NPTF standard. The thread forming section 14 may be of any known type of thread forming structure, such as a trilobule construction. Such a thread-forming structure is in the business well known under the trade sign TAPTITE ^®. Any kind of thread forming structure for section 14 is acceptable and the Trilobularstruktur TAPTITE ^® disclosed herein is only an example and is not necessarily part of this invention. In the embodiment, in 1 - 3 is shown correspond to the threaded sections 14 and 15 the dimensions of the standard 1 / 8-27 NPTF screw plug thread, for example, with a taper of 1.7899 °. The thread forming section 14 becomes an internal thread according to NPTF threading standard in a smoothly rubbed, conical wall 18 a hole or a hole 20 cold forming in a pipe or workpiece P. As in 1 illustrated, the sealing end portion 16 the locking screw and fastening 10 initially without intervention in the threadless opening mouth 19 be introduced.

Die Gewindewindungen 14, 15 und 30 sind nicht maßstabsgetreu abgebildet. Es versteht sich, dass der Gewinde formende Abschnitt 14 und die vollständigen Gewindewindungen 15 nach einer Norm, wie zum Beispiel den NPTF-Normen, geformt sind. Der Gewinde formende Abschnitt 14 ist dafür geeignet, in der konischen Wand 18 der Rohrbohrung 20 ein Innengewinde 30 zu formen. Das so geformte Innengewinde 30 ist gemäß der NPTF-Norm dafür gebildet, in die Gewindewindungen 15, die ebenfalls nach der gewählten NPTF-Norm geformt sind, einzugreifen. Wenn die gewählten NPTF-Gewindewindungen 15 und 30 im Eingriff sind, ist ein metallischer Passungseingriff zwischen den entsprechenden Spitzen und Gründen der Gewindewindungen 15 und 30 gemäß der genannten Norm geschaffen. Dieser Eingriff erzeugt eine Metalldichtung entlang dem Spiralgewindepfad. Somit versteht sich, dass die Gewindewindungen 14, 15 und 30, sowie auch die Gewindestrukturen an den Ausführungsformen der 4–10, nach NPTF-Norm ausgebildet und daher nur schematisch dargestellt sind.The thread turns 14 . 15 and 30 are not shown to scale. It is understood that the thread forming section 14 and the complete thread turns 15 according to a standard, such as the NPTF standards. The thread forming section 14 is suitable in the conical wall 18 the pipe bore 20 an internal thread 30 to shape. The thus formed internal thread 30 is formed according to the NPTF standard for threading 15 which are also shaped according to the chosen NPTF standard. If the selected NPTF thread turns 15 and 30 are engaged, a metal fitting engagement between the respective tips and reasons of the thread turns 15 and 30 created in accordance with the said standard. This engagement creates a metal seal along the spiral thread path. Thus, it is understood that the thread turns 14 . 15 and 30 , as well as the threaded structures on the embodiments of 4 - 10 , formed according to NPTF standard and therefore only shown schematically.

Wie aus 1 ersichtlich, ist der Dichtungsendabschnitt 16 durch einen Mittelabschnitt mit verringertem Durchmesser 17 vom Gewinde formenden Abschnitt 14 getrennt. Bei der Ausführungsform von 1 umfasst der Dichtungsendabschnitt 16 drei in einem Abstand nebeneinander angeordnete Dichtungsringe 22, 24 und 26, die stufenweise verringerte Durchmesser aufweisen, um ein konisches Verhältnis zueinander zu bilden, wie am besten in der vergrößerten Ansicht von 3 ersichtlich (und im Folgenden ausführlicher beschrieben).How out 1 as can be seen, the seal end portion 16 by a central portion of reduced diameter 17 thread forming section 14 separated. In the embodiment of 1 includes the seal end portion 16 three spaced apart at a distance sealing rings 22 . 24 and 26 having gradually reduced diameters to form a conical relationship with one another, as best seen in the enlarged view of FIG 3 (and described in more detail below).

Da die Dichtungsringe 22, 24, 26 Durchmesser aufweisen, die ausreichend kleiner sind als der anfängliche, sich entlang der konischen Rohröffnung 19 vermindernde Bohrungsdurchmesser, besteht hier noch kein Eingriff, während der Gewinde formende Abschnitt 14 beginnt, die Muttergewindegänge 30 (2) in der glatt geriebenen konischen Rohrwand 18, 19 kalt zu formen oder kalt zu schmieden, so dass die Dichtungsringe 22, 24, 26 anfänglich nicht in die konische Wand eingreifen und die Treiblast des vorbereitenden Muttergewindeformungsvorgangs nicht erhöhen. Wenn der Gewindeformungsvorgang jedoch an den Punkt gelangt, an dem sich der Angriffskopf 11 seinem Sitz am Rand der Rohr- oder Werkstücksöffnungsmündung 19a nähert, kommen die Dichtungsendrihge 22, 24 und 26 allmählich in Passungseingriff mit der konischen Bohrungswand 18 des Rohres. Jeder Ring erzeugt allmählich eine entsprechende ringförmige Dichtungsverformung 23, 25 und 27 durch Kaltschmieden radial nach innen von der Wand 18 gegen die abgewinkelte Führungsflanke 22a, 24a und 26a der jeweiligen Dingungsringe 22, 24 und 26, wie in 3 abgebildet. Die sich ergebenden ringförmigen Rohrwandverformungsringe 23, 25 und 27 schaffen drei zusätzliche Druckdichtungsformationen, welche die Bohrung 18 vollständig abdichten. Des Weiteren erstrecken sich diese Verformungen 23, 25 und 27 und die damit erzielten Dichtungen über den ganzen Innenumfang der Rohr- oder Werkstückwand 18, der volle 360° umfasst. Die durch den Endabschnitt 16 geschaffene Dichtung sollte eine vollständige Abdichtung der Bohrung 20 bereitstellen. Der Eingriff des Endabschnitts 16 in die konische Wand 18 dient dazu, die Werkstück- oder Rohrwand nach den Vorspannungsmustern, die schematisch bei X₁, X₂ und X₃ in 3 dargestellt sind, vorzuspannen. Des Weiteren schafft der Eingriff der NPTF-Gewindewindungen 15 in die NPTF-Muttergewindewindungen 30, die durch den Gewinde formenden Abschnitt 14 geformt werden, eine genormte Dichtung der NPTF-Art entlang des Spiralleckpfads, bereitgestellt durch die im Eingriff stehenden Gewindewindungen. Diese Dichtung stellt gemeinsam mit der Dichtung, die durch den Dichtungsendabschnitt 16 geschaffen ist, sicher, dass die Verschlussschraube nicht leckt.Because the sealing rings 22 . 24 . 26 Have diameters that are sufficiently smaller than the initial, along the conical tube opening 19 decreasing bore diameter, there is still no interference, while the thread forming section 14 starts, the nut threads 30 ( 2 ) in the smoothly rubbed conical tube wall 18 . 19 cold to form or cold forge, leaving the sealing rings 22 . 24 . 26 initially, do not interfere with the conical wall and do not increase the propellant load of the preliminary nut threading operation. However, when the thread forming process comes to the point where the attack head 11 its seat on the edge of the pipe or workpiece opening muzzle 19a approaching, come the seal endrihge 22 . 24 and 26 gradually into fitting engagement with the conical bore wall 18 of the pipe. Each ring gradually generates a corresponding annular seal deformation 23 . 25 and 27 by cold forging radially inward of the wall 18 against the angled leading edge 22a . 24a and 26a the respective Dingungsringe 22 . 24 and 26 , as in 3 displayed. The resulting annular Rohrwandverformungsringe 23 . 25 and 27 create three additional pressure seal formations that the bore 18 completely seal off. Furthermore, these deformations extend 23 . 25 and 27 and the resulting seals over the entire inner circumference of the tube or workpiece wall 18 that covers a full 360 °. The through the end section 16 created seal should be a complete seal of the bore 20 provide. The engagement of the end section 16 in the conical wall 18 serves to clamp the workpiece or pipe wall according to the preload patterns shown schematically at X ₁ , X ₂ and X ₃ in FIG 3 are shown to bias. Furthermore, the intervention creates the NPTF thread turns 15 in the NPTF female thread windings 30 passing through the thread forming section 14 A standardized seal of the NPTF type along the spiral corner path provided by the engaged threaded threads. This seal, together with the seal passing through the seal end portion 16 is created, sure that the screw plug does not leak.

Unter Berücksichtigung der obigen Erläuterungen hinsichtlich des Herstellungsverfahrens für NPTF-Konstruktionen nach dem Stand der Technik bietet die oben offenbarte Erfindung zahlreiche Vorteile. Zunächst fällt der Gewindeschneideschritt für die innenkonische Bohrung weg, da der selbst Gewinde schneidende Abschnitt 14 an der Verschlussschraube das konische Innengewinde 30 im Werkstück formt. Zweitens besteht keine Gefahr eines Verschneidens, da das NPTF-Mutter- oder Innengewinde 30 geformt wird, während die Verschlussschraube in das Werkstück eingreift. Somit fallen Nachbearbeiten und Ausschuss in Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik weg. Man beachte auch, dass das Eingreifen des Dichtungsendabschnitts 16 in die Wand 18 der Werkstückbohrung 19 dazu dient, das Werkstück vorzuspannen, wie bei X₁–X₃ abgebildet, um dem Rohr oder Werkstück P zu ermöglichen, inneren Drücken besser zu widerstehen und Undichtheiten zu vermeiden.Considering the above explanation regarding the manufacturing method of NPTF constructions of the prior art The invention disclosed above offers numerous advantages. First, the tapping step for the internally tapered bore is eliminated because of the self-tapping section 14 on the locking screw, the conical internal thread 30 formed in the workpiece. Second, there is no risk of trimming, as the NPTF nut or internal thread 30 is formed while the locking screw engages the workpiece. Thus, reworking and rejects are eliminated in the context of the prior art manufacturing process. It should also be noted that the engagement of the seal end portion 16 in the wall 18 the workpiece bore 19 serves to bias the workpiece, as depicted at X ₁ -X ₃ , to allow the pipe or workpiece P to better resist internal pressures and prevent leaks.

Da die Muttergewindewindungen 30 unter nochmaliger Bezugnahme auf 2 einen kaltgeformten oder kaltgeschmiedeten Kerndurchmesser aufweisen, der kleiner ist, als der Durch messer der ursprünglichen glatten Wand, aus der die Gegenwindungen gebildet worden sind, ist der kleinste geformte Muttergewindedurchmesser 31 trotzdem größer, als der Außendurchmesser des größten Dichtungsrings 22. Die drei Dichtungsringe 22, 24 und 26 können dann mit einem Abstand zum kleinsten Kerndurchmesser 31 der geformten Muttergewindewindungen 30 zurückgezogen werden, wodurch diese Windungen nicht beeinträchtigt oder verformt werden, wenn die Verschlussschraube und Befestigung 10 ganz herausgeschraubt und vom Rohr oder Werkstück abgenommen wird. Folglich bleiben die Muttergewindewindungen 30 intakt, so dass die Verschlussschraube und Befestigung 10 oder jede Ersatz-NPTF-Verschlussschraube, die genormte NPTF-Gewindewindungen aufweist, zum Wiederabdichten des Rohres wieder in das Muttergewinde 30 eingeschraubt werden kann. Das bedeutet, dass der Eingriff einer genormten NPTF-Verschlussschraube eine Gewindeverformung und die erwartete NPTF-Abdichtung erzielt, die allerdings nicht so wirksam ist, wie die doppelte Dichtung, die mit der vorliegenden Erfindung erzielt wird.Because the female thread turns 30 with further reference to 2 has a cold-formed or cold-forged core diameter smaller than the diameter of the original smooth wall from which the counter-turns have been formed is the smallest formed nut thread diameter 31 nevertheless larger than the outer diameter of the largest sealing ring 22 , The three sealing rings 22 . 24 and 26 can then be at a distance to the smallest core diameter 31 molded female thread windings 30 be withdrawn, whereby these turns are not affected or deformed when the screw and fastening 10 completely unscrewed and removed from the pipe or workpiece. Consequently, the nut threads remain 30 intact, leaving the locking screw and fastening 10 or any replacement NPTF plug that has standard NPTF threads to re-seal the tube back into the nut thread 30 can be screwed. This means that engagement of a standard NPTF plug will provide threading and the expected NPTF seal, but not as effectively as the double seal achieved with the present invention.

Nochmals Bezug nehmend auf 3 sind die Endabschnittsdichtungsringe 22, 24 und 26 bei der abgebildeten Ausführungsform der Verschlussschraube und Befestigung 10 in einem konischen Verhältnis angeordnet, das der Verjüngung der ursprünglich glatten Rohrseitenwand 18 angepasst ist, die zum Beispiel ungefähr 1,7899° in Bezug auf die Rohrachse (nicht abgebildet) beträgt. Die entsprechenden Ringe 22, 24 und 26 sind durch Stegabschnitte mit geringerem Durchmesser getrennt, die zusammen mit den Ringen eine Reihe von in Abständen voneinander angeordneten Nuten definieren. Um diese ringförmigen Dichtungsringe 22, 24, 26 gleichzeitig mit der Bildung der Gewindewindungen 14 und 15 in einem einzelnen Arbeitsgang zu formen, sollte das Materialvolumen in den Ringen vorzugsweise jeweils gleich groß sein. Um ein solches gleiches Ringvolumen zu erreichen und das zusammenlaufende Verhältnis der Ringe mit relativ kleiner werdenden Außendurchmessern zu schaffen, vergrößern sich die Breiten der Ringe in Längsrichtung in umgekehrtem Verhältnis zur stufenweisen Verringerung der Außendurchmesser, so dass der Dichtungsring 26 den kleinsten Außendurchmesser mit der größten in Längsrichtung flachen Breite 26b aufweist. Die Führungsflanken 22a, 24a und 26a der jeweiligen Ringe bilden vorzugsweise einen Winkel von ungefähr 45° in Bezug auf die entsprechenden Flankenbreiten 22b, 24b und 26b, um den Widerstand zwischen diesen Vorderflanken möglichst gering zu halten, da die Dichtungsringe 22, 24, 26 die Rohrwand 18 einbetten und kaltschmieden, um die ringförmigen Innenwandverformungsringe 23, 25 und 27 zu formen. Die entsprechenden ringförmigen Rückenflanken 22c, 24c und 26c können Winkel von ungefähr 30° in Bezug auf die jeweiligen Ringbreiten 22b, 24b und 26b bilden, wie in 3 abgebildet. Bezug nehmend auf die Vorspannungsmuster X₁–X₃ ist der vorderste Vorspannungsbereich X₁ der breiteste und der Bereich X₃ der schmälste. Der Vorspannungsgrad ist im Bereich X₃ größer als im Bereich X₁, da das Ausmaß der radialen Überlagerung im Bereich X₃ größer ist als im Bereich X₁, und die Kraft bei X₃ auf einen kleineren Bereich konzentriert ist.Again referring to 3 are the end-portion gaskets 22 . 24 and 26 in the illustrated embodiment of the screw plug and attachment 10 arranged in a conical relationship, that of the taper of the originally smooth tube sidewall 18 which is, for example, approximately 1.7899 ° in relation to the tube axis (not shown). The corresponding rings 22 . 24 and 26 are separated by smaller diameter land portions which together with the rings define a series of spaced grooves. Around these annular sealing rings 22 . 24 . 26 simultaneously with the formation of thread turns 14 and 15 in a single operation, the volume of material in the rings should preferably be the same size. In order to achieve such a same annular volume and to create the convergent ratio of the rings with relatively smaller outer diameters, the widths of the rings in the longitudinal direction increase in inverse proportion to the gradual reduction of the outer diameter, so that the sealing ring 26 the smallest outer diameter with the largest flat longitudinal width 26b having. The leading edges 22a . 24a and 26a of the respective rings preferably form an angle of approximately 45 ° with respect to the respective flank widths 22b . 24b and 26b to keep the resistance between these leading edges as low as possible, since the sealing rings 22 . 24 . 26 the pipe wall 18 embed and cold forge around the annular inner wall deformation rings 23 . 25 and 27 to shape. The corresponding annular back flanks 22c . 24c and 26c can angles of about 30 ° with respect to the respective ring widths 22b . 24b and 26b form as in 3 displayed. Referring to the bias patterns X ₁ -X ₃ , the foremost bias region X _{1 is} the widest and the region X _{3 is} the narrowest. The bias level is greater in the region X ₃ than in the region X ₁ , since the extent of the radial interference in the region X _{3 is} greater than in the region X ₁ , and the force at X ₃ is concentrated to a smaller region.

Unter Bezugnahme auf 4 und 4a ist eine zweite Ausführungsform einer Verschlussschrauben- und Befestigungskonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform der Verschlussschraube und Befestigung ist der gewindelose Dichtungsendabschnitt 116 ein glatter, zylindrischer Schaftabschnitt mit vermindertem Durchmesser, der sich ohne Verjüngung vom verjüngten, Gewinde formenden Abschnitt 114 ausdehnt. Der Gewindeabschnitt 115 ist gleich wie bei den Gewindewindungen 15 der Ausführungsform der 1–3 ein genormtes NPTF-Gewinde. Die Arbeitsweise der Abschnitte 114 und 115 entspricht der der Abschnitte 14 und 15 in der Ausführungsform in 1–3 und ist daher nicht ausführlich erläutert. Die Spitze des Dichtungsendes 118 weist einen abgerundeten Rand 122 auf, um eine anfängliche Störung der konischen Bohrungswand 118 (4a), während der Gewinde formende Abschnitt 114 beginnt, die Muttergewindegänge 130 (4a) in der Rohrwand 118 kalt zu formen, zu minimieren. Wie in 4a gezeigt, kommt der ringförmige Führungsseitenwandabschnitt 117 des zylindrischen Dichtungsspitzenabschnitts 116 mit der Wand 118 in Eingriff und schafft durch Kaltformen oder Kaltschmieden eine ringförmige 360°-Dichtungsverformung 123 radial nach innen von der konischen Bohrungswand 118, um eine auflaufende Druckdichtungsformation zu schaffen, während der Gewinde formende Abschnitt 114 das Kaltformen der Muttergewindegänge 130 vollendet und die NPTF-Gewindewindungen 115 mit den NPTF-Innengewindewindungen 130, die durch den Gewinde formenden Abschnitt 114 geformt worden sind, in Eingriff kommen. Die Dichtungsverformung 123 schafft eine sichere Abdichtung des Dichtungsendes 116 gegen die konische Rohrwand 118, um Undichtheit oberhalb des Spiralleckpfads durch die Gewindegänge 130, die in der Rohrbohrungswand 118 geformt sind, zu verhindern. Das Vorspannungsmuster der Bohrungswand 118, das mit dieser Ausführungsform erzielt wird, ist bei X₄ in 4a abgebildet.With reference to 4 and 4a a second embodiment of a closure screw and fastening construction according to the present invention is generally indicated by the reference numeral 110 designated. In this embodiment of the locking screw and fastening is the threadless sealing end portion 116 a smooth, reduced diameter cylindrical shank portion that tapers off the tapered, thread forming portion without tapering 114 expands. The threaded section 115 is the same as in the thread turns 15 the embodiment of the 1 - 3 a standard NPTF thread. The operation of the sections 114 and 115 corresponds to the sections 14 and 15 in the embodiment in FIG 1 - 3 and is therefore not explained in detail. The tip of the seal end 118 has a rounded edge 122 on to an initial failure of the conical bore wall 118 ( 4a ) while the thread forming section 114 starts, the nut threads 130 ( 4a ) in the pipe wall 118 cold form, minimize. As in 4a shown, the annular guide side wall portion comes 117 the cylindrical sealing tip portion 116 with the wall 118 engages and creates by cold forming or cold forging an annular 360 ° -Dichtungsverformung 123 radially inward of the conical bore wall 118 to create a tapered pressure seal formation during the thread forming section 114 the cold forming of the nut threads 130 completed and the NPTF thread turns 115 with the NPTF internal thread turns 130 passing through the thread forming section 114 have been shaped, come into engagement. The seal deformation 123 creates a secure seal of the seal end 116 against the conical tube wall 118 to leak above the spiral track path through the threads 130 that are in the pipe bore wall 118 are shaped to prevent. The preload pattern of the bore wall 118 achieved with this embodiment is at X ₄ in FIG 4a displayed.

Bezug nehmend auf 5 und 5a ist eine dritte Ausführungsform 210 der Verschlussschraube gemäß der vorliegenden Erfindung abgebildet, bei der der Dichtungsendabschnitt 216 vier in Abständen angeordnete Dichtungsringe 222, 224, 226 und 228 umfasst. Die Dichtungsringe weisen ein zusammenlaufendes Verhältnis auf, so dass der Dichtungsring 228 den kleinsten Umfangsdurchmesser 228a und der Ring 222 den größten Umfangsdurchmesser 222a aufweist. Die Dichtungsringe 222, 224, 226 und 228 führen eine Kaltschmiedeverformung der Rohrbohrungswand 218 aus, um ringförmige 360°-Rohrwandverformungsringe 223, 225, 227 und 229 zu bilden, die eine zusätzliche Druckdichtung hinzufügen, welche die Dichtungsformation der geformten Mutterrohrwandgewindewindungen 230 gegen den Gewinde formenden Abschnitt 214 der Verschlussschraube und Befestigung verstärken, jedoch ohne die Herstellungsschwierigkeit der abgewinkelten Führungs- und Rückenflanken, die an den Dichtungsringen 22, 24 und 26 der ersten Ausführungsform der Verschlussschraube und Befestigung 10, die in 1–3 abgebildet ist, geschaffen ist. Das Vorspannungsmuster, das mit dem Endabschnitt 216 erzielt wird, ist bei X₅ abgebildet.Referring to 5 and 5a is a third embodiment 210 the closure screw according to the present invention, in which the sealing end portion 216 four spaced sealing rings 222 . 224 . 226 and 228 includes. The sealing rings have a converging relationship, so that the sealing ring 228 the smallest circumference diameter 228a and the ring 222 the largest circumference diameter 222a having. The sealing rings 222 . 224 . 226 and 228 lead a cold forging deformation of the pipe wall 218 out to 360 ° annular wall deformation rings 223 . 225 . 227 and 229 to add an additional pressure seal, which the seal formation of the molded mother tube wall thread turns 230 against the thread forming section 214 strengthen the locking screw and fastening, but without the manufacturing difficulty of the angled guide and back flanks, which on the sealing rings 22 . 24 and 26 the first embodiment of the screw plug and attachment 10 , in the 1 - 3 is pictured, created. The bias pattern associated with the end section 216 is achieved, is shown at X ₅ .

Die Ausführungsformen in 5 und 5a sowie diejenigen in 6–9 und 6a bis 9a sind hinsichtlich des allgemeinen Verschlussschrauben- und Befestigungsaufbaus gleich denen in 1–3 und 4 und 4a, was die Tatsache angeht, dass alle einen Antriebsendabschnitt in Form eines Angriffskopfes und einen Gewindeschaft umfassen. Der Gewindeschaft ist in zwei Abschnitte 214 und 215 (6 und 6a) unterteilt, die den Abschnitten 14 und 15 in 1–3 entsprechen. Die Gewinde formenden Abschnitte 214; 314 etc. sind von allgemeiner Art wie in Bezug auf Abschnitt 14, 1–3, offenbart, also eine Trilobularkonstruktion. Auch hier wiederum ist die Art der Gewinde formenden Konstruktion, die für diese Ausführungsformen verwendet ist, nicht entscheidend für die Erfindung. Als Alternative zur Trirondular- oder Trilobularkonstruktion, die für jede der offenbarten Ausführungsformen beschrieben ist, können die Gewinde formenden Abschnitte 14; 114; 214, etc. auch von der Art mit fünf (5) Gewindezähnen oder jegliche andere Gewinde formende Struktur, von denen viele andere im Fachgebiet wohlbekannt sind, sein. Entscheidend ist nur, dass die Gewinde formenden Abschnitte 14; 114; 214, etc. imstande sind, ein genormtes NPTF-Innengewinde 30; 130; 230 in der Wand 19; 119, etc. zu formen. Folglich weist der Gewindeabschnitt 15; 115; 215, etc. eine genormte NPTF-Struktur auf, die geeignet ist, sich mit den NPTF-Innengewindewindungen, die durch die Gewinde formenden Ab schnitte 14; 114; 215, etc. geformt worden sind, zu verbinden. Demgemäß werden unter Bezugnahme auf die folgende Erläuterung hinsichtlich der verbleibenden Ausführungsformen von 6–9 die entsprechenden Gewindeabschnitte 314; 414, etc.; 315; 415, etc. und 330; 430 zwar benannt, während sie jedoch nicht näher erläutert werden und sich versteht, dass diese Gewindeabschnitte den Abschnitten 14, 15 und 30 in 1–3 entsprechen und wie diese funktionieren. Nur die neuartige Struktur der entsprechenden Dichtungsendabschnitte 316; 416, etc. wird ausführlich erläutert.The embodiments in 5 and 5a as well as those in 6 - 9 and 6a to 9a are the same as those in the general locking screw and fixing structure 1 - 3 and 4 and 4a in terms of the fact that they all comprise a driving end portion in the form of an attacking head and a threaded shaft. The threaded shaft is in two sections 214 and 215 ( 6 and 6a ), which divides the sections 14 and 15 in 1 - 3 correspond. The thread forming sections 214 ; 314 etc. are of a general nature as in relation to section 14 . 1 - 3 , discloses a trilobule construction. Again, the nature of the thread forming design used for these embodiments is not critical to the invention. As an alternative to the trirondular or trilobular construction described for each of the disclosed embodiments, the thread forming portions may be used 14 ; 114 ; 214 , etc. also of the type with five (5) thread teeth or any other thread forming structure, many of which are well known in the art. The decisive factor is that the thread forming sections 14 ; 114 ; 214 , etc., are a standard NPTF female thread 30 ; 130 ; 230 in the wall 19 ; 119 to shape, etc. Consequently, the threaded portion 15 ; 115 ; 215 etc., a standardized NPTF structure, which is suitable with the NPTF internal thread windings, the cuts through the thread forming from 14 ; 114 ; 215 , etc., have been molded to join. Accordingly, referring to the following explanation regarding the remaining embodiments of FIG 6 - 9 the corresponding threaded sections 314 ; 414 , Etc.; 315 ; 415 , etc. and 330 ; 430 Although named, but they are not explained in more detail and understands that these threaded sections sections 14 . 15 and 30 in 1 - 3 correspond and how these work. Only the novel structure of the corresponding Dichtungsendabschnitte 316 ; 416 , etc. is explained in detail.

In Anbetracht der obigen Ausführungen wird nun Bezug genommen auf 6 und 6a, in denen eine vierte Ausführungsform einer Verschlussschraube und Befestigung, bezeichnet mit 310, gemäß der vorliegenden Erfindung einen Dichtungsendabschnitt 316 umfasst, der einen einzelnen Dichtungsring 322 aufweist. Der Dichtungsring 322 weist im Allgemeinen eine schmale, einheitliche, zylindrische Umfangsfläche 324 auf, wie am besten in 6a ersichtlich ist. Die Umfangsfläche 324 weist eine konisch zusammenlaufende Führungsflanke 326 auf, gegen die der Ring 322 durch Kaltschmieden eine ringförmige 360°-Dichtungsverformung radial nach innen von der konischen Rohrwand 318 schafft. Die Verjüngung in Längsrichtung der konischen Führungsflanke 326 bietet eine ausgedehnte Oberfläche zum Eingriff in die ausgedehnte Bohrungswandverformung 328 für eine sichere Dichtung durch die Dichtungsspitze 316 und eine Vermeidung jeglicher Spiralleckstellen durch die durch den Gewinde formenden Abschnitt 314 kaltgeformten Mutterrohrgewindegänge 330. Das Vorspannungsmuster ist bei X₆ in 6a gezeigt. Wie ersichtlich ist, ist die Vorspannung nahe des Stegs bzw. der zylindrischen Oberfläche 324 am größten, und verringert sich in Richtung des Endes des Dichtungsabschnitts 316. Auch hier schafft die Dichtung, die durch den Eingriff des Dichtungsabschnitts 316 in die Bohrung 318 und die Verformung derselben bei 328 geschaffen ist, wiederum eine Druckdichtung, welche die gesamte Dichtwirkung verbessert und zusammen mit der Dichtung, die durch den Eingriff der genormten NPTF-Gewindewindungen 315 und 330 bereitgestellt ist, wirkt.In view of the above, reference will now be made to 6 and 6a in which a fourth embodiment of a screw plug and fastening, designated with 310 according to the present invention, a sealing end portion 316 includes a single sealing ring 322 having. The sealing ring 322 generally has a narrow, uniform, cylindrical peripheral surface 324 on how best in 6a is apparent. The peripheral surface 324 has a conically converging guide edge 326 on, against which the ring 322 by cold forging, an annular 360 ° seal deformation radially inward from the conical tube wall 318 creates. The taper in the longitudinal direction of the conical guide flank 326 provides an extended surface for engaging in extended bore wall deformation 328 for a secure seal through the sealing tip 316 and avoiding any spiral corners by the thread-forming portion 314 cold-formed nut tube threads 330 , The bias pattern is at X ₆ in 6a shown. As can be seen, the bias is close to the web or cylindrical surface 324 largest, and decreases toward the end of the seal portion 316 , Again, the seal created by the engagement of the sealing portion 316 into the hole 318 and the deformation of the same at 328 created, in turn, a pressure seal, which improves the overall sealing effect and together with the seal, by the engagement of the standard NPTF thread turns 315 and 330 is provided acts.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf 7 und 7a weist eine fünfte Ausführungsform 410 einer Verschlussschraube und Befestigung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Dichtungsendabschnitt 416 auf, der im Allgemeinen eine zwiebelförmige oder auf andere Weise gewölbte Umfangsoberfläche 422, die in einer abgeflachten Verlängerung von einem verminderten Schaftabschnitt 417 an der einen Seite und einer abgeflachten Endoberfläche 424 an der Spitze der Verschlussschraube geformt ist, aufweist. Die Umfangsoberfläche 422 kann im Allgemeinen kugelförmig oder länglich, oder einfach aus jeglicher gekrümmten Oberfläche bestehend, sein. Die gebogene Dichtungsoberfläche 422 kaltverformt die Wand 418, um eine kaltgeschmiedete oder gescherte ringförmige 360°-Dichtungsverformung 428 zu bilden. Der Maximaldurchmesser 426 der gebogenen Dichtungsendoberfläche 422 ist kleiner als der Kerndurchmesser der kleinsten Muttergewindewindung, die durch den Gewinde formenden Schraubenabschnitt 414 kaltgeformt worden ist, um einen Herausziehabstand für den Dichtungsendabschnitt 416 durch die geformten Muttergewindegänge 430 zu ermöglichen, wodurch das Entfernen der Verschlussschraube und Befestigung möglich ist, ohne die geformten Mutterrohrgewindegänge zu beeinträchtigen. Das Vorspannungsmuster der Wand 418 ist bei X₇ abgebildet.Referring now to 7 and 7a shows a fifth embodiment 410 a closure screw and fastening according to the present invention, a sealing end portion 416 generally having a bulbous or otherwise domed peripheral surface 422 that in a flattened extension of a diminished shaft section 417 on one side and a flattened end surface 424 is formed at the top of the plug. The circumferential surface 422 may be generally spherical or oblong, or simply consisting of any curved surface. The curved sealing surface 422 cold-formed the wall 418 to cold forged or sheared annular 360 ° seal deformation 428 to build. The maximum diameter 426 the curved sealing end surface 422 is smaller than the core diameter of the smallest nut thread pitch formed by the thread forming screw portion 414 cold-formed to an extraction distance for the Dichtungsendabschnitt 416 through the molded nut threads 430 permitting removal of the plug and fixture without affecting the molded mother tube threads. The bias pattern of the wall 418 is shown at X ₇ .

In 8 und 8a ist eine sechste Ausführungsform 510 einer Verschlussschraube und Befestigung gemäß der vorliegenden Erfindung abgebildet, die einen Dichtungsendabschnitt 516 aufweist, der drei zylindrisch geformte Dichtungsringe 522, 524 und 526 umfasst. Die Dichtungsringe 522, 524 und 526 sind in einer Reihe einander berührend oder abgestuft mit schrittweise verminderten Durchmessern angeordnet, um ein schrittweise zusammenlaufendes Verhältnis untereinander zu formen, das in Richtung des ebenen Endes 527 der Befestigung zusammenläuft. Dieses Ende 527 weist einen abgerundeten Endrand 529 auf, gegen den eine kaltgeschmiedete, ringförmige Wandverformung der konischen Rohrbohrungswand 518 die Druckdichtung am Schraubendichtungsendabschnitt 516 schafft. Die Dichtungsringe 522, 524, 526 erzeugen eine allmählich zunehmende Überlagerung und Verformung der Bohrungswand 518, wodurch das bei X₈ abgebildete Vorspannungsmuster erzielt wird. Die mit den Endabschnitten 516 erzielte Dichtung wirkt zusammen mit der genormten NPTF-Dichtung, die durch den Eingriff der Gewinde 515 und 530 erreicht wird, um sicherzustellen, dass die Verschlussschraube nicht leckt.In 8th and 8a is a sixth embodiment 510 a closure screw and fastening according to the present invention, which has a Dichtungsendabschnitt 516 comprising the three cylindrically shaped sealing rings 522 . 524 and 526 includes. The sealing rings 522 . 524 and 526 are arranged in a row touching one another or stepped with gradually reduced diameters to form a stepwise convergent relationship with each other, towards the plane end 527 the attachment converges. This end 527 has a rounded end edge 529 on, against a cold-forged, annular wall deformation of the conical tube bore wall 518 the pressure seal at the screw seal end section 516 creates. The sealing rings 522 . 524 . 526 create a gradually increasing overlay and deformation of the bore wall 518 , whereby the bias pattern shown at X ₈ is achieved. The with the end sections 516 achieved seal works together with the standard NPTF seal, by the engagement of the threads 515 and 530 is reached to ensure that the plug does not leak.

In 9 und 9a ist eine siebte Ausführungsform gezeigt. Diese siebte Ausführungsform 610 einer Verschlussschraube und Befestigung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Dichtungsendabschnitt 616 auf, in dem eine ringförmige, gebogene Seitenwandoberfläche in sechs ringförmige Ringe 622, 624, 626, 628, 630 und 632 aufgeteilt ist, die durch schmale ringförmige Vertiefungen oder Nuten 623, 625, 627, 629 und 631 getrennt sind. Die Abstandsnuten schaffen im Allgemeinen scharfe Führungskanten an den entsprechenden Dichtungsringen, die in die konische Bohrungswand 618 eingreifen, um eine Reihe von ringförmigen Dichtungsverformungen 640, 642, 644, 646 und 650 und eine Mehrzahl von zusätzlichen Druckdichtungsformationen zu formen, die jeden möglichen Spiralleckpfad zwischen den Muttergewindegängen 630, die in der Rohrbohrung geformt worden sind, und dem Gewinde formenden Abschnitt 614 der Verschlussschraube und Befestigung 610 beseitigen. Das mit dem Endabschnitt 616 erzielte Vorspannungsmuster ist bei X₉ gezeigt.In 9 and 9a a seventh embodiment is shown. This seventh embodiment 610 a closure screw and fastening according to the present invention has a sealing end portion 616 in which an annular, curved sidewall surface into six annular rings 622 . 624 . 626 . 628 . 630 and 632 divided by narrow annular recesses or grooves 623 . 625 . 627 . 629 and 631 are separated. The clearance grooves generally provide sharp leading edges on the respective seal rings that enter the conical bore wall 618 engage a series of annular seal deformations 640 . 642 . 644 . 646 and 650 and form a plurality of additional pressure seal formations representing each possible spiral lobe path between the nut threads 630 formed in the pipe bore and the thread forming portion 614 the locking screw and fastening 610 remove. That with the end section 616 obtained bias pattern is shown at X ₉ .

Unter nunmehriger Bezugnahme auf 10 und 10a weist eine achte Ausführungsform 710 einer Verschlussschraube und Befestigung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Dichtungsendabschnitt 716 auf, der einen einzelnen, länglichen Dichtungsring 722 aufweist. Der Dichtungsring 722 weist eine im Allgemeinen längliche, konisch zusammenlaufende Umfangsoberfläche 724 und einen im Allgemeinen scharfkantigen, ringförmigen Führungsrand 726 auf, der in die konische Bohrungswand 718 eingreift, um eine ringförmige Dichtungsringverformung 728 radial nach innen von der Wand 718 zu scheren oder kalt zu schmieden. Die Dichtungsverformung 728 formt eine zusätzliche Druckdichtung gegen den Rand 726, und die längliche konische Wand 724 schafft eine ausgedehnte Dichtungsoberfläche gegen die konische Wand 718, die zusammenwirken, um jeden möglichen Spiralleckpfad zwischen der Muttergewindegängen 730, die in der konischen Rohrwand 718 geformt worden sind, und dem Gewinde formenden Abschnitt 714 der Verschlussschraube und Befestigung 710 vollständig zu beseitigen. Des Weiteren ist eine nach hinten gescherte, ringförmige Dichtungsverformung 723 am hinteren, scharfkantigen, ringförmigen Rand 725 der konischen Dichtungsendwand 724 geformt. Der verminderte Durchmesser des mittleren Schaftabschnitts 717 der Verschlussschraube und Befestigung 710 schafft den radialen Abstand für die hintere Dichtungsverformung 723. Auch hier ist das Vorspannungsmuster wiederum schematisch dargestellt und bei X₁₀ abgebildet.Referring now to 10 and 10a has an eighth embodiment 710 a closure screw and fastening according to the present invention, a sealing end portion 716 on top of a single, elongated gasket 722 having. The sealing ring 722 has a generally elongate, conically converging circumferential surface 724 and a generally sharp-edged annular guide edge 726 up into the conical bore wall 718 engages to an annular seal ring deformation 728 radially inward from the wall 718 to shave or forge cold. The seal deformation 728 forms an additional pressure seal against the edge 726 , and the elongated conical wall 724 creates an extended sealing surface against the conical wall 718 Interacting with any spiral corner path between the nut threads 730 that are in the conical tube wall 718 have been formed, and the thread forming portion 714 the locking screw and fastening 710 completely eliminate. Furthermore, a sheared to the rear, annular seal deformation 723 at the rear, sharp-edged, annular edge 725 the conical sealing end wall 724 shaped. The reduced diameter of the central shaft portion 717 the locking screw and fastening 710 creates the radial clearance for the rear seal deformation 723 , Again, the bias pattern is again shown schematically and mapped at X ₁₀ .

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abgebildet und beschrieben sind, wird erwartet, dass Fachleute verschiedene Abänderungen und Entsprechungen konstruieren können, ohne den Umfang der angehängten Ansprüche zu verlassen.Even though preferred embodiments of the present invention are depicted and described Experts expect professionals to make various amendments and correspondences can construct without the scope of the attached Claims too leave.

Zum Beispiel kann die Struktur jedes der Dichtungsendabschnitte 16, 116, 216, 316, 416, 516, 616 und 716 eine abweichende Form annehmen. Die wichtigsten Überlegungen sind, dass der Dichtungsendabschnitt einen überlagernden Eingriff mit der Bohrungswand in einem solchen Ausmaß erreicht, dass eine Dichtung erzielt wird. Obwohl die Verformung und das Kaltformen der Bohrungswand bevorzugt werden, sind sie nicht unbedingt erforderlich, um eine Dichtung zu erzielen, wenn auch eine Verformung dazu neigt, eine ausreichende Überlagerung zur Erzielung einer Dichtung sicherzustellen. Obwohl des Weiteren die Gewinde formenden Abschnitte 14, 114, 214, 314, 414, 514, 614 und 714 so offenbart sind, dass sie in Übereinstimmung mit der wohlbekannten TAPTITE^®-Art einer Gewinde formenden Struktur trilobular oder trirondular geformt sind, können auch andere Gewinde formende Strukturen für die Gewinde 14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714 verwendet werden, die ebenfalls im Fachgebiet wohlbekannt sind. Die einzige Voraussetzung ist, dass die Gewinde formenden Abschnitte 14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714 das gewünschte Innengewinde in Übereinstimmung mit den NPTF-Normen bilden.For example, the structure may be any of the sealing end portions 16 . 116 . 216 . 316 . 416 . 516 . 616 and 716 assume a different shape. The most important considerations are that the seal end portion achieves an overlapping engagement with the bore wall to such an extent that a seal is achieved. Although deformation and cold forming of the bore wall are preferred, they are not necessarily required to achieve a seal, although deformation tends to ensure sufficient interference to achieve a seal. Although further the thread forming sections 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 and 714 are disclosed so that they are shaped trilobular or trirondular in accordance with the well-known TAPTITE ^® -type a thread-forming structure, other thread-forming structures for the threads may 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 which are also well known in the art. The only requirement is that the thread forming sections 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 form the desired internal thread in accordance with NPTF standards.

Claims

Locking screw and fastening ( 10 . 110 . 210 . 310 . 410 . 510 . 610 . 710 ) to the seal in a threadless opening ( 20 ) in a workpiece (P), this closure screw and fastening a shaft ( 12 ) comprising a threaded part ( 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 ) to be engaged with an inner wall ( 18 . 118 . 218 . 318 . 418 . 518 . 618 . 718 ) of this opening and for providing a first closure, and the one sealing part ( 16 . 116 . 216 . 316 . 416 . 516 . 616 . 716 ) extending from said threaded portion, the sealing portion of which initially enters said opening, said sealing portion being formed to engage and provide a second closure against the inner wall of said opening, while said closure screw and fastening ( 10 . 110 . 210 . 310 . 410 . 510 . 610 . 710 ) self-tapping and a conical thread forming portion ( 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 ) for cold forming threads in this opening ( 20 ).

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to claim 1, characterized in that this sealing part ( 16 . 216 . 516 . 616 ) a plurality of annular sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ).

Locking screw and fastening ( 10 . 110 . 210 . 310 . 410 . 510 . 610 . 710 ) according to claim 1 or 2, characterized in that this sealing part ( 16 . 116 . 216 . 316 . 416 . 516 . 616 . 716 ) is conical.

Locking screw and fastening ( 10 . 110 . 210 . 310 . 410 . 510 . 610 . 710 ) according to one of the preceding claims, characterized in that this sealing part ( 16 . 116 . 216 . 316 . 416 . 516 . 616 . 716 ) is smaller in diameter than the smallest thread core diameter of this threaded part ( 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 ), to ensure that this sealing part by an internal thread ( 30 . 130 . 230 . 330 . 430 . 530 . 634 . 730 ) in this opening ( 20 ) can be withdrawn without affecting this internal thread by retracting this sealing member, such that this internal thread remains intact to allow re-engagement of this locking screw therewith.

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to one of the preceding claims, characterized in that this sealing part ( 16 . 216 . 516 . 616 ) a plurality of longitudinally spaced at intervals annular sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ) arranged to allow for the corresponding sealing of this inner wall ( 18 . 218 . 518 . 618 ) of this opening ( 20 ) to be intervened.

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to claim 5, characterized in that these sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ) have corresponding outer diameters which are dimensioned differently in relation to one another and to an end part of this shaft ( 12 ).

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to claim 6, characterized in that each of these sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ) has a longitudinally extending and radially uniform outer surface defining these different diameters.

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to claim 7, characterized in that each of these sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ) further a leading edge ( 22a . 24a . 26a longitudinally extending angularly from said respective radially unitary outer surface to form a seal against said inner wall (10). 18 . 218 . 518 . 618 ) from this opening ( 20 ).

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to claim 7, characterized by at least three sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ).

Locking screw and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) according to claim 1, characterized in that this sealing part ( 16 . 216 . 516 . 616 ) a plurality of annular sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ), the outer diameter ( 222a . 228a ), which are dimensioned differently in relation to one another and to an end part of this shaft ( 12 ).

Locking screw and fastening ( 410 ) according to claim 1, characterized in that this sealing part ( 416 ) an onion-shaped curved outer surface ( 422 ).

Locking screw and fastening ( 410 ) according to claim 11, characterized in that this curved outer surface ( 422 ) a flattened extension of a reduced shaft part ( 417 ).

Locking screw and fastening ( 110 . 510 ) according to claim 1, characterized in that this sealing part ( 116 . 516 ) comprises a cylindrical extension which is connected to the inner wall ( 118 . 518 ) from this opening ( 20 ) is engaged to deform this inner wall and provide a closure.

Locking screw and fastening ( 310 . 710 ) according to claim 1, characterized in that this sealing part ( 316 . 716 ) has a flattened conical structure and with this inner wall ( 318 . 718 ) from this opening ( 20 ) is engaged with a fit to provide a closure.

Method for providing a closure between a closure screw and fastening ( 10 . 110 . 210 . 310 . 410 . 510 . 610 . 710 ) and a workpiece (P) having a non-threaded opening formed therein ( 20 ), this method comprising the steps of: providing said locking screw and fastening, said locking screw and fastening a shaft ( 12 ) has a driving part ( 11 ) on the shaft ( 12 ) is formed, a threaded part ( 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 ) which is self-tapping and includes a conical-thread forming portion for sealing in an inner wall (Fig. 18 . 118 . 218 . 318 . 418 . 518 . 618 . 718 ) of this opening and to provide a first closure, and a sealing part ( 16 . 116 . 216 . 316 . 416 . 516 . 616 . 716 ), which extends from this threaded portion, the sealing part initially in this opening ( 20 ), wherein this sealing part is formed to a second closure against the inner wall of this opening ( 20 ) and to provide this workpiece, this opening ( 20 ) providing; engage this locking screw and fixing in this opening and this locking screw and fastening in this opening ( 20 ) in such a way that the sealing part in this opening ( 20 ) and this threaded part is brought into engagement in this inner wall and thread in this opening ( 20 ) cold formed and this thread engagement continues, said sealing member against this inner wall of this opening ( 20 ) is engaged and seals.

A method according to claim 15, characterized in that this sealing part ( 16 . 116 . 216 . 316 . 416 . 516 . 616 . 716 ) is smaller in diameter than the smallest smallest diameter of this first threaded part ( 14 . 114 . 214 . 314 . 414 . 514 . 614 . 714 ), this method further comprising retracting that seal member by the in this opening ( 20 ) formed by this thread part inner thread ( 30 . 130 . 230 . 330 . 430 . 530 . 634 . 730 ) without affecting said inner wall such that said inner wall remains intact to allow re-engagement of said closure screw and attachment thereto.

A method according to claim 15 or 16, characterized in that this sealing part ( 16 . 216 . 316 . 516 . 616 ) of this screw plug and fastening ( 10 . 210 . 310 . 510 . 610 . 710 ) an annular sealing ring ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 322 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 . 722 ) which is arranged to seal with this inner wall ( 18 . 218 . 518 . 618 ) of this opening ( 20 ) to be engaged.

Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that this sealing part ( 16 . 216 . 516 . 616 ) of this screw plug and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) a plurality of longitudinally spaced at intervals annular sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ) which are arranged to correspond to the seal of this inner wall ( 18 . 218 . 518 . 618 ) to be engaged by this opening.

Method according to claim 18, characterized in that said sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ) of this screw plug and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) have corresponding outer diameters which are dimensioned differently in relation to one another and to an end part of this shaft ( 12 ).

A method according to claim 18, characterized in that this screw plug and fastening ( 10 . 210 . 510 . 610 ) at least three sealing rings ( 22 . 24 . 26 . 222 . 224 . 226 . 228 . 522 . 524 . 526 . 622 . 624 . 626 . 628 . 630 . 632 ).

A method according to claim 15, characterized in that this sealing part ( 416 ) of this screw plug and fastening ( 410 ) an onion-shaped curved outer surface ( 422 ) Has.